Incipient parallel evolution of SARS-CoV-2 Deltacron variant in South Brazil

With the coexistence of multiple lineages and increased international travel, recombination and gene flow are likely to become increasingly important in the adaptive evolution of SARS-CoV-2. These processes could result in genetic introgression and the incipient parallel evolution of multiple recombinant lineages. However, identifying recombinant lineages is challenging, and the true extent of recombinant evolution in SARS-CoV-2 may be underestimated. This study describes the first SARS-CoV-2 Deltacron recombinant case identified in Brazil. We demonstrate that the recombination breakpoint is at the beginning of the Spike gene. The 5′ genome portion (circa 22 kb) resembles the AY.101 (Delta), and the 3′ genome portion (circa 8 kb nucleotides) is most similar to the BA.1.1 (Omicron). Furthermore, evolutionary genomic analyses indicate that the new strain emerged after a single recombination event between lineages of diverse geographical locations in December 2021 in South Brazil. This Deltacron, AYBA-RS, is one of the dozens of recombinants described in 2022. The submission of only four sequences in the GISAID database suggests that this lineage had a minor epidemiological impact. However, the recent emergence of this and other Deltacron recombinant lineages (XD, XF, and XS) suggests that gene flow and recombination may play an increasingly important role in the COVID-19 pandemic. We explain the evolutionary and population genetic theory that supports this assertion, concluding that this stresses the need for continued genomic surveillance. This monitoring is vital for countries where multiple variants are present, as well as for countries that receive significant inbound international travel

Pipeline validation for the identification of antimicrobial-resistant genes in carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae

Abstract Antimicrobial-resistant Klebsiella pneumoniae is a global threat to healthcare and an important cause of nosocomial infections. Antimicrobial resistance causes prolonged treatment periods, high mortality rates, and economic impacts. Whole Genome Sequencing (WGS) has been used in laboratory diagnosis, but there is limited evidence about pipeline validation to parse generated data. Thus, the present study aimed to validate a bioinformatics pipeline for the identification of antimicrobial resistance genes from carbapenem-resistant K. pneumoniae WGS. Sequences were obtained from a publicly available database, trimmed, de novo assembled, mapped to the K. pneumoniae reference genome, and annotated. Contigs were submitted to different tools for bacterial (Kraken2 and SpeciesFinder) and antimicrobial resistance gene identification (ResFinder and ABRicate). We analyzed 201 K. pneumoniae genomes. In the bacterial identification by Kraken2, all samples were correctly identified, and in SpeciesFinder, 92.54% were correctly identified as K. pneumoniae, 6.96% erroneously as Pseudomonas aeruginosa, and 0.5% erroneously as Citrobacter freundii. ResFinder found a greater number of antimicrobial resistance genes than ABRicate; however, many were identified more than once in the same sample. All tools presented 100% repeatability and reproducibility and > 75% performance in other metrics. Kraken2 was more assertive in recognizing bacterial species, and SpeciesFinder may need improvements

ANÁLISE RETROSPECTIVA DAS MUTAÇÕES NA ORF8 DO SARS-COV-2 NA REGIÃO CENTRAL DO RIO GRANDE DO SUL, BRASIL: IMPLICAÇÕES PARA O PROGNÓSTICO DA COVID-19

Introdução: Algumas proteínas do coronavírus desempenham um papel importante na modulação da imunidade inata do hospedeiro, mas poucos estudos foram conduzidos sobre SARS-CoV-2. Neste estudo, examinamos a proteína viral ORF8, que é capaz de mimetizar a IL-17A causando a tempestade de citocinas e, ainda, é potencial inibidora da via de sinalização do interferon tipo I (IFN-1), um componente chave para a resposta antiviral da imunidade inata do hospedeiro. A Orf8 é uma região genômica hipervariável e pouco conservada entre os coronavírus, os quais podem persistir sem uma Orf8 funcional. As mutações na Orf8 do SARS-CoV-2 podem ser preditoras do prognóstico da COVID-19. Assim, o paciente pode apresentar diferentes estágios clínicos da COVID-19. Objetivos: Analisar retrospectivamente as mutações na Orf8 do SARS-CoV-2 circulante na região central do Rio Grande do Sul, Brasil. Métodos: Foram sequenciadas 1449 amostras positivas para SARS-CoV-2 de laboratórios públicos e privados da 4ª Coordenadoria Regional de Saúde do estado do Rio Grande do Sul das semanas epidemiológicas 26/2021 a 17/2023. O sequenciamento foi realizado pela tecnologia MinION ou Illumina iSeq 100 no LABIOMIC. As sequências consenso foram montadas utilizando o protocolo de bioinformática ARTIC nCoV-2019 ou Dragen COVID. Os clados e linhagens foram determinados pelo Nextclade e Pangolim, respectivamente. As mutações na região da Orf8 foram analisadas na plataforma Nextclade. Resultados: Das amostras sequenciadas, 75 foram classificadas como Gamma, 293 Delta, 982 Ômicron e 105 recombinantes, destas 67 eram XBB. A mutação E92K foi observada em 97% das sequências Gamma. Todas as Delta possuíam as deleções D119- e D120-. Na Ômicron, 7% das Orf8 possuíam alguma mutação. Foram encontradas as mutações P36L, V62L, E64D, L95F (Delta), V62L, A65S, S67F, F120V, I121L, I121F, T11I (Ômicron) e A65V (XBB). Na literatura, T11I está associada a maior severidade da doença. Já as demais, a uma atenuação dos sintomas da COVID-19. A mutação G8*, que interromperia o processo de transcrição gerando uma proteína truncada, foi observada em 85,6% das XBB. As mutações encontradas aqui, possivelmente abrandaram ou suprimiram os efeitos causados pela ORF8. Conclusão: Foram encontradas mutações que, hipoteticamente, podem alterar o fenótipo viral e interferir na resposta do hospedeiro. Estudos posteriores são necessários para demonstrar correlação clínica das diferentes evoluções dos casos de covid-19 com essas mutações

ANÁLISE DO ESQUEMA VACINAL EM PACIENTES INFECTADOS COM A LINHAGEM XBB NA REGIÃO CENTRAL DO RIO GRANDE DO SUL, BRASIL

Introdução: A linhagem recombinante XBB, em circulação no Brasil, evade a imunidade mediada por anticorpos adquiridos pela vacinação ou infecções prévias por SARS-CoV-2 devido a múltiplas mutações no gene S. Indivíduos com esquema vacinal completo permanecem protegidos contra a forma grave, hospitalização e morte por COVID-19. No entanto, aqueles com doses insuficientes ou passados mais de seis meses podem ter proteção reduzida contra o vírus. Objetivo: Realizar a genotipagem de amostras positivas para SARS-CoV-2 e investigar o esquema vacinal de indivíduos infectados com a linhagem XBB na região central do RS, Brasil. Métodos: Foram sequenciadas amostras positivas para SARS-CoV-2 de laboratórios públicos e privados da 4ª Coordenadoria Regional de Saúde do RS, das semanas epidemiológicas 47/2022 a 17/2023. As tecnologias MinION ou Illumina iSeq 100 foram empregadas para realizar o sequenciamento no LABIOMIC. Utilizou-se o protocolo de bioinformática ARTIC nCoV-2019 ou Dragen COVID para montar as sequências consenso. Os clados e linhagens foram determinados pelo Nextclade e Pangolin, respectivamente. Os dados epidemiológicos e clínicos dos pacientes infectados com a variante XBB foram obtidos do DATASUS, e-SUS e SIVEP GRIPE. Resultados e discussão: Das 340 amostras sequenciadas, 89 foram identificadas como XBB ou suas sublinhagens. Em relação à faixa etária, 41,6% com 40-59 anos; 33,7% com +60 anos e se recuperaram da infecção por XBB (97,7%). Apenas três pacientes foram hospitalizados (dois na UTI e um na enfermaria), resultando em dois óbitos. Ambos os pacientes tinham idade ≥80 anos, sendo um com esquema vacinal incompleto. Em relação ao esquema vacinal, 41,6% dos indivíduos receberam duas doses da vacina e um reforço, enquanto 27% receberam dois reforços. No entanto, 55% dos indivíduos receberam sua última dose há mais de um ano. Cinco indivíduos não foram vacinados. A capacidade de neutralização da dose de reforço (Pfizer-BioNTech BNT162b2) é 66 vezes menos eficaz contra a cepa XBB.1.5 em comparação com a cepa WA.1. Conclusão: A maioria dos pacientes infectados com XBB se recuperou, porém, receberam sua última dose de vacina ou reforço há mais de um ano, indicando possível declínio ou ausência de anticorpos contra o vírus. Portanto, é importante enfatizar a importância de completar o esquema vacinal

AVALIAÇÃO DA CONCORDÂNCIA ENTRE RT-QPCR E SEQUENCIAMENTO DE GENOMA TOTAL NA IDENTIFICAÇÃO DE VARIANTES DO SARS-COV-2

Introdução: A identificação precisa e ágil das variantes circulantes do SARS-CoV-2 é fundamental para uma vigilância epidemiológica eficaz e para direcionar medidas de contenção da disseminação do vírus. Embora o Sequenciamento de Genoma Total (Whole Genome Sequencing - WGS) seja considerado o padrão ouro para a identificação de variantes, apresenta alto custo, tempo de entrega dos resultados prolongado e necessidade de equipe especializada. Por outro lado, técnicas baseadas na amplificação de ácidos nucleicos, como a transcrição reversa seguida de reação de polimerase em cadeia (RT-qPCR), têm a capacidade de identificar variantes por meio de mutações específicas de maneira mais rápida e econômica. Objetivo: Avaliar a concordância entre um kit comercial de genotipagem por RT-qPCR e o WGS na identificação de variantes do SARS-CoV-2. Métodos: Foram selecionadas 349 amostras positivas para SARS-CoV-2 de laboratórios públicos e privados da 4ª Coordenadoria Regional de Saúde do estado do RS, coletadas nas semanas epidemiológicas 13 a 27 de 2022. Essas amostras foram submetidas a RT-qPCR utilizando o kit 4Plex para a detecção de variantes de preocupação desenvolvido pelo Biomanguinhos. Além disso, as amostras foram sequenciadas nas plataformas MinION MK1C ou Illumina iSeq100. As sequências consenso foram geradas utilizando os protocolos de bioinformática ARTIC nCoV-2019 (MinION) ou Dragen COVID (Illumina). Os clados e linhagens foram atribuídos utilizando as ferramentas Nextclade e Pangolin, respectivamente. Resultados: No sequenciamento, 316 amostras foram classificadas como Ômicron, sendo a maioria pertencente à subvariante BA.2 (238 amostras). 33 amostras foram identificadas como variantes recombinantes, sendo a maioria da subvariante XAG (31 amostras). Na genotipagem por RT-qPCR, todas as variantes Ômicron foram identificadas corretamente, no entanto, não foi possível a identificação das variantes recombinantes. O Kappa de Cohen indicou 90,54% de concordância da RT-qPCR com o WGS. No entanto, não foi possível diferenciar as subvariantes utilizando a RT-qPCR. Conclusão: O RT-qPCR é uma metodologia rápida e econômica. No entanto, possui baixo poder discriminatório, sendo incapaz de identificar subvariantes e variantes recombinantes. Portanto, é necessário realizar o sequenciamento para obter essas informações. Assim, o RT-qPCR pode ser utilizado como uma metodologia complementar ao WGS para um rastreamento abrangente e mais rápido das variantes em circulação